DE1531641A1 - Passive Schiffstabilisierungsanlage - Google Patents

Description

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John J„McMu\Ίen Associates, Inc., New York, VStA.

Passive Schiffatabilisierungsanlage (Ausscheidung aus Patentanraeldung K 66 945 Xl/65 a )

Die Erfindung betrifft ein· passive Schiffietabilieierungeanlage mit einen langgestreckten Plüaeigkeiteböhälter, dessen Längeachse quer tür Rollachs· dea Sohiffes angeordnet 1st und der teilweise mit einer Stabiliβierungiflüssigkeit gefüllt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe «ugrunde, eine passIts Sohiffetabilisierungeanlage au eohaffen, die bei konstruktiv einfacher Bauweise eine naximale Stabilieierungewirkxuig liefert.

Diese Aufgabe wird bei einer paeeiren 8ohiffsttabllislerungs< anlage der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß In dem flüssigkeitsbehälter etwa in der gewöhnlichen Höh· des FlUssigkeitsspiegels oder tiefer eine cun Behälterboden

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parallele Platte befestigt ist. die aloh von der einen Behälterwand bis zur anderen erstreckt, aber Im Abstand von den Behälteretirnwänden endet, und die zwei vertikal angeordnete Querglieder aufweiat, die sich an Je einem Ende der Platte horizontal über die Querabmessung dee Behiiltera erstreoktn und die Innenwände von Flügel behältern In den Flüssigkeitsbehälter bilden, webti das eine Ende jedes dieser Querglieder unterhalb der Platte und la Abstand vom Boden des Flüssigkeitsbehälter angeordnet ist, so daß es unterhalb des Spiegele der ruhenden Flüssigkeit tine horieontalt Droeeelöffnung begrtnet, und das ander· Xndt jedes dieser Querglieder oberhalb dtr Platte und im Abstand von dtr Deoke des Behälters angeordnet ist, so daß «wischen den Flügel~ behältern ein dirtkter Luftkanal, duroh dtn keine flüssigkeit strömt, vorhanden ist. Das erfindungsgeaäfle Sohiffe-8tabili8ierung8aystem kann insofern abgewandelt werden, als das obere Ende der Querglieder bis tür Dtoke dts Behälters geführt und der Luftkanal ewlaohsn den flügelbthältern duroh löcher in dtr Deoke des Behälters über den Flügelbehältern, die dlt Verbindung Bit dtr AuBenluft htrettlltn, gtbildet wird. Das erfindungsgemHBt Schiffettabillsierungesystt« kann auch so ausgebildet werden, daS dtr direkte Luftkanal swisohon den FlügtlbehMltern von tintr Ltitung gtbildtt wird» dit zwisohen dtn βloh bis eur Dtoke erstreckenden oberen Endteilen der Querglieder angeordnet ist.

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Um die StabilleicrungBwirkung des orf indunfr3#emii!3en

onx bes3cr dosieren ?.u können, τ/erden

e in der Mitte dor Längsachse des q\ier ar.^eordreta jTinricbtungen zur einstellbaren Veränderung deo b'tromkanals vorgesehen« Derartige Einrichtungen but Veränderung des Durchlasequereohnitte können auB einen vertikal angeordneten und horieontal beweglichen Sohieoer bestehen, es iet jedooh auch müglich eine Droeeellclappe voreueehen, die wahlweise mehrere Winkelstellungen in Beeug auf die LängsachBe des Plüsaigkeitebehältere einnehratn kann. öenäß einer anderen vorteilhaften Möglichkeit bestehen die Einrichtungen zur Veränderung dee Durohlaßiiuereohnittee Aue einem Schieber, der vertikal angeordnet und but Veränderung des Durohlaflquereohnitte für die Flüssigkeitsströmung in den Flüssigkeitsbehälter vertikal bewegbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend im eineeinen erläutert,

wobei auch auf die Zeichnungen Besug genomaen wird. Dabei stigens

?ig. 1,2 und 3 Aueführungeformen der Erfindung ίκ Querschnitt_f

Pig. 4 einen vertikalen Langssohnitt längs d«r Linie 8-8 von Fig. 3,

Fig. 5 eine der vorstehenden Aueführungeformen der Erfindung mit einer Steuereinrichtung but Veränderung des

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Durchlnosquerochnittg des Kanals für die Plüssigkoitsstriimunf' im Querschnitt,

Pig. 6 eir-on Horif.ontrilschnitt längs der Linie 10 von Piß. 5, von oben gesehen,

Pig. 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer anderen Steuereinrichtung eur Veränderung dee Durchlaßquerschnitta dee Kanäle für die Flüssigkeitsströmung in einer Stirnensieht_v

Pig. 8 einon Horieontalechnitt längs der Linie 12 -12 von Fig. 7, vor üben gesehen,

Fig. 9 eine der AusfuhrungBfonnen der Erfindung mit einer anderen Steuereinrichtung Bur Veränderung des Durch-Iaßquerschnitt3 deo Kanals für die Flüssigkeitsströmung in einer Draufsicht und

Pig. 10 eine Vorderansicht länge der Linie H - 14 von Pig. 8,

Pig. 1 zeigt einen Flüssigkeitsbehälter 12, der voreugsweise aus einer Aneahl von miteinander verschweißten Seiten- und Bndplatten besteht, die zwischen ewei Decks U und 16 eines Schiffes montiert sind, so daS diese Deoks die Decke und den Boden dea Behälters 12 bilden. Di· Längeabaeeeung des Behälters 12 ist wesentlich grater al· seine Querabmessung. Breite und Hohe des Behälters 12 eind über seine gang« Länge in wesentlichen konstant. In dea Behliter 12 ist im Abstand von seiner Decke und seines Boden ein·

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ein a horizontala Platte 18 montiert, deren ICndec »loh Im Abstand von den Stirnv/findon 15 dea Behält era 12 befinden. An den Enden der horizontalen Platte 18 sind Querglieder 24 montiert, deren oberes Ende sich oberhalb des Spiegele 23 der ruhenden Flüssigkeit in dem Behälter 12 und etwas unterhalb der Decke H deöBehältere 12 befindet. In dieser Anordnung kann die Plüsoigkeit nioht über die oberen Enden der Querglieder 24 überlaufen und sich auf der Oberseite der horizontalen Platte 18 ansammeln. Außerdem kann der Spiegel der ruhenden Flüssigkeit an den beiden Enden des Behälters 12 erhöht werden, ohne dafl die Gefahr dee Überlauf ens vergrößert und die Luftströmung gedrosselt wird. Bei der Strömung dar Flüssigkeit duroh die untergetauchten horizontalen Drosselöffnungea 22 kann die Luft frei zwischen der Decke 14 und den oberen Enden der Querglieder strömen.

Die Stabilieierungswirkung der erfindungsgemäßen Stabiliaierungsanlage beruht darauf, daß dann, wenn auf Grund von Rollbewegungen die in ?ig. 1 reohte Seite der Stabilisierungsanlage sioh senkt und die linke Seit· sich hebt, Flüssigkeit sioh auf der rechten S«ite dee Behälter· 12 ansammelt. Wenn die Rollbewegung dt· Schiff·· «loh fortsetzt und die reohte Seite des Schiffβrumpfte und damit des Behälters 12 sich aur horiaontelen Stellung ' hin Bu heben beginnt, übt die auf der rechten Seite de·

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Behält ore 12 kngeBammelte Flüssigkeit auf das Schiff ein Stabiliaierun^smonent aus, dae dem Rollen entgegenwirkt. Wenn eich dann die rechte Seite dee Schiffßrumpfee über die horizontale Stellung hinaushebt, entsteht auf der rechten Seite des Behälters 12 ein hydrostatischer Druok, do daß die Flüssigkeit von dort zur linken Seite des Behältera 12 strömt. Infolge der Droaaelwirkung der Droeeel-Sffnungen 22 zwischen Boden 16 und den Quergliedern 24 ist die Strömungsmenge der Flüssigkeit auf einen vorbestimmten W^rt begren?,!;. Die horizontale Platte 18 let starr ausgebildet und ao montiert» daß sie den negativen und positiven Drucken entgegenwirkt, die während bestimmter Zeitspannen beim Btrbsen dar Flüssigkeit von der einen Seite der Stabilisierungeanlage zur anderen auftreten.

Wenn eioh die linke Seite des Behälters 12 In der untere ten Stellung befindet, erreioht die Geschwindigkeit der cur linken Seite des Behälters 12 strömenden Flüssigkeit ein Maximum. Wenn die linkte Seite des Behälters 12 mit ihrer Aufwärtebewegung zur horisontalen Stellung hin beginnt_f übt die auf der linken Seite des Behälters 12 angesammelte Flüssigkeit auf das Schiff ein de» Rollen entgegenwirkendes, stabilisierendes Moment aus. Wenn sich die linke Seite ies Behälters 12 über die horisont&ls Stellung hinaus aufwürtabewagt, entßtent auf der linken Seite von Behälter 12 ein hydrostat!schar Druck, worauf die Flüssigkeit

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in der entgegengesetzten Richtung strömt. Die Drooselöffnungen 22 und die Platte 18 wirken Bich dann ebenso aue_f wie bereits beschrieben.

In dam Behälter 12 kann jcäe geeignete Flüssigkeit verwendet werden, beiopieleweiBß l'eewaaser. Bunkeröl oder Reservobrennstoff. Es muß nur die Viskosität der gewählten iTiesigkeit do nieörig aein, daß die Flüssigkeit frei durch 'die untergetauchten Droseelstellen 22 strömen kann, die von den Quergliedem 24 und dem Boden 16 begrenzt sind.

Auch die Pig. 2 zeigt einen Behälter 12 mit Endplatten 15» einer Decke 14 und einem Boden 16, sowie einer in dem Behälter 12 angeordneten, horizontalen Platte 18. Die Längsenden der Platte 18 sind wieder im Abstand von den Fndplatten 15 angeordnet. Von den Enden der horizontalen Platte 18 erotrecken eich Querglieder 26 aufwärts eu der Decke Η des Behälters 12. In der Decke sind mindestens zwei Löcher 28 vorgesehen, die während der Strömung der Flüssigkeit vom einen Ende des Behälters 12 eua anderen eine Verbindung mit der Außenluft darstellen. Die horieontalen Droeselöffnungen 22 "bewirken wieder eine hydrodyna- aische Dämpfung der flüssigkeitsströmung. Die oberhalb des Spiegels 23 der ruhenden Flüssigkeit vorhandene Luft eteht. frei mit der Außenluft in Verbindung.

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Die Figuren 3 und 4 zeigen eine andere AusfÜhrungsforra der vorliep^der· Erfindimg mit einem Behälter 12, der Endplatten 15, eine Decke 14, einen Boden 16 und eine horisontal angeordnete P3ritte 18 besitzt. An den Längsenden der Platte 18 sind zwei aufwftrtegericbtete Querglinder 30 montiert, die sich von der Flotte 18 ;-;ur i-ecke H des Behälters 12 erstrecken. Jedes Querglied 30 hat in der Nähe seinee oberen Endes einen langgestreckten Schlitz 32. Zwischen den beiden Löchern 32 in den Quergliedern 30 ist ein langgestrecktes Rohr 34 montiert, durch das bei der Flüssigkeitsbewegung in den Behältsr 12 Luft oberhalb des Spiegele 23 der ruhenden Flüssigkeit frei vom einen Ende des Behälters 12 zum anüercn streuer kann. Eieae Anordnung gestattet eine gedämpfte Strömung der Flüssigkeit duroh untergetauchte horizontal· Droseelöffnun&en 22 und eine ungedämpfte Strömung der Luft durch den Verbindungskanal 34. Das System hat die vorstehend beschriebene Wirkungsweise,

Die Größe der auf das Schiff ausgeübten Kräfte ist von dem Volumen oder der Menge der Flüssigkeit abhängig, die von der einen Seite des Stabilisators rur anderen strömt. Ferner sei darauf hingewiesen, daß die Platte 18 das Steigen des Spiegels der flüssigkeit in dea Terblndungskanal begrenzt, bo deß die Strömungeinenge der Flüssigkeit nioht einfach dadurch beträchtlich verändert werden kann, dafl der flüssigkeitsstand innerhalb der entsprechenden 71ttge1bhsälttr verändert wird. Zur Steuerung der zwischen den Plügelbehäl.tern

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strömenden Flüseigkeitamenge ist daher eine andere Steuereinrichtung vorgesehen.

Die Figuren 5 und 6 »eigen ein Beispiel einer Steuereinrichtung zur Veränderung des Diirchlaßquerschnitts unter der Platte 18 eweoks Einstellung einer vorbestimmten Strömungsmenge der Flüssigkeit. In dieeer Aueführungeform ist mindestens eine Seitenwand des Behältere 12 mit eine» vertikalen Sohlitz 36 vereehen, der sich von dem Boden 16 des Behälters 12 zur Unterseite der Platte 18 erstreckt. Dieser Schiit« 36 kann auf beliebige, nicht geeeigte 'eise abgedichtet sein. In dem Sohlitz 36 ist ein langgestreckter Schieber 38 verschiebbar gelagert, der bis bu jeder Stelle der Querabraes8ung des Behälters 12 in diesen hineingeschoben werden kann.

Wenn sich daa Schiff und die See in einem Zustand befinden, in dem nur ein kleines Moment auf das GefH8 ausgeübt werden soll, schiebt man den Sohleber 38 bis su einer vorbestimmten Stelle der Querabmeasung des Behälters 12, so daS der DurchlaSquersohnltt für die flüssigkeit beträchtlich verkleinert wird. Infolge des her*bg«eetcten Durohlaflquerschnltts für die Flüssigkeit lit die In einer Halbperiode des Rollvorganga Übergeführte flUssigkeitssenge nur klein. Wenn dagegen auf das GtefgB ein größeres Stabillsierungsaoaent ausgeübt werden soll, wird der Schieber 38

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zurückgezogen» bo daS dar unter der Platte 18 befindliche Durch¹ fläquerachnItt für die Pl-'isaigkeit vergrößert wird.

Die Figuren 7 und 8 aeigen sine andere Steuereinrichtung, In dioaer Ausf uhrun/'sfcrrn iBt ira wesentlichen in der Mitte eine Drosselklappe ''-O drehbar angeordnet,-, Die Winkelstellung der Lr ο β ta Ik läppe 40 Trird mit Hilfe einer vertikalen Welle 42 und einea üblichen Handrada 44 oder dergleichen bestimmt. Wenn in dem 3fcabilisierungesyBteffl eine große PlüosigkoitBJEeng3 von der einen Seite zur anderen strömen Bol1, wird das Handrad und nit ihm die Drosselklappe 40 bo verdroht, dai3 die Drosselklappe die in Pig. 8 strichpunktiert gezeigt· Stellung erreicht. In dieser Stellung der Drosselklappe 40 hat dae StabilisierungBByBtem den größten Durchlaßquerschnitfc für die Flüssigkeit. Wenn in den Stabilisierungesyatem eine kleinere Flüseigkeitsmeng· von der einen Seite zur anderen ötrömen soll, wird die Drosselklappe 40 mit Hilfe des Handrades 44 und der Welle 40 In die in Pig. 8. ausgezogen gezeigte Ste¹lung verdreht, eo daß der Durchlasquerschnitt für die flüssigkeitsströmung beträchtlich herabgesetzt wird.

Oemäfl Pig. 9 und 10 weist in einer weiteren AuefUhrun*·- forra der Erfindung di· Steuereinrichtung einen horizontalen Querachliti 45 auf, der in der Platte 18 ausgebildet iit und einen Querschiaber 46 aufnehmen kann. Der Quersehlit«

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45 in der Platte 18 iRt mit einer üblichen, nicht geaeigten Dichtung versehen, damit in üblicher ^eiae ein Entweichen von Flüssigkeit verhindert wird. Der Schieber

46 kann gegenüber der PlRtte 18 ;je4e Höhenlage einnehmen, eo daß zur Einstellung einer kleinen Strömungsmenge der Flüssigkeit in dem Stabillißerunpesyatea der Schieber 46 gegenüber der Platte gesenkt und dadurch der Durchlaßquerschnitt für die Flüssigkeitsströmung in dem System beträchtlich herabgesetzt wird. Zur überführung einer größeren FlüsBigkeitsnenge in dem System wird der Schieber 46 nach oben zurückgezogen, wodurch der Durchlaßquerachnitt für die Flüssigkeitsströmung vergrößert wird.

Di· Erfindung schafft stmlt tin wirksam» Stabilisierung·· eyetem, das eine Steuerung der auf dm· Schiff ausgeübten Stabilisierungskräft· gestattet.

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Claims (1)

1. .L ^a -Λ·. ^{0 n} , ^ ^{a n}, ,3 .Ij₁ ? ü ο he

   i, Pasoive Schiffsstabillsisrungsanlage mit einem lang·· geotrcokien Flüsigkeitsbehälter, dessen !Längsachse quer sur Koilarhsa des Schiffes angeordnet let, und der teilweise tiit ein?r Stabilieierungsflüssigkeit gefüllt ist, dadurch /?e?.cenrizeichnet, daß in dem Behälter (12) etwa in der gewöhnlichen Höhe des Flüseigkeitsspiegels (23) oder tiefe? eine sum Behälterboden (16) parallele Platte (18) befestigt ist, die eich von der einen Behälterwand bis zur anderen erstreckt, aber im Abstand von den Behälterstirnwänden (15) endet, und die sjwei vertikal angeordnete Querelieder (24_r26,30) aufweist, die eich an je einen Ende der Platte (18) horizontal über die Querabmeeaung dee Behälters (12) erstrecken und die Innenwände von Plügelbehältern in dem Flüssigkeitsbehälter (12) bilden, wobei das eine Ende jedes_/dieser Querglieder (24,26,30) unterhalb der Platte (18) \ind im Abstand vom Boden (16) dee Behälters (12) angeordnet iet, so daß ea unterhalb de« Spiegels (23) der ruhenden Flüssigkeit eint horizontal· Drossel«ffmmg (22) begrenzt, und das andere Ende jede« · dieser Querglieder (24.30) oberhalb der Platte (18) und im Abstand von der Decke (14) des Behälters (12) angeordnet

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   ist, so daß zwischen den Flügelbehältern ein direkter Luftkanal, durch den keine Flüssigkeit strömt, vorhanden iet.

   2» Passive SchiffastabilisierungBanlrige nach Anepruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das obere Ende der Querglieder (26) bis zur Decke (14) des Behälters (12) erstreckt und der Luftkanal zwischen den Flügelbehältern durch Löcher (28) in der Eecke (14) des Behälters (12) über den FlUgelbehältern die die Verbindung mit der Außenluft herstellen, gebildet wird c

   3» Passive Schiffsstabilislerungianlag· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der direkt· Luftkanal zwischen den Flügelbehältern von einer Leitung (34) gebildet wird, die awischen den sioh bis zur Decke (14) dee Behälter· (12) erstreckenden oberen Endteilen der Wuerglieder (30) angeordnet iet.

   4. Passive Schiff ee/tabilleierungeanlag· nach tinea dtr vorhergehenden Anspruch·, gekennzeichnet duroh in d«r Hitt· d«r Längsachse des Behälter« (12) quer angeordnete Binriohtungen zur einstellbaren Veränderung dee Durohlaftqu«r#ohnittte für die flüssigkeit.

   5. Passive Schiffsstabilisierungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen eur Veränderung

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   des Durch la^querechni'tt es aus elnerc »ertilcftl. em-eordneten und horizontal be.veflLehen 'Johieber (38) beatehen.

   6. Passive Sc'nif fSBtebiliBierun/rsiiqlago naih Anspruch 4, dadurch ge ic ε η λ 3 ο lohnet, daO die iinriohtunpa ί zur VoriinderuniT döB DurcLlaOiuerschrittea aus einer Trosse!klappe (40) bestehen, die wahlvveiae mehrere Winkelet^] lun.*ren in Bezug auf die Lan^anchse äes ?lü83i^k.Jitabeh^:il lery (12) einnehmen kann.

   7. Passive Schiffast&biliaic-run^oanlage n?xh Anspruch 4_? dadurch gekennzeichnet_t ö.aß die Einrichtun^cu zur Veränderung des Durchl'i.f?querBchnitt3B aus einem Schieber (4i) be~ 9 tehen ν der vertikal angeordnet und eur Veränderung dee Durchlaßquerschriitts für die j>1übbLgkeiteströmung in dem PlUeeigk3it3behält8r (12) vertikal bewegbar iet.

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